Porel氨綸包芯紗陽離子染料染色性能

惲中方，杭新花，鄭麗君，計雅婷，侯科如，常 媛，程國磊，蔡再生

（1.常州東方伊思達染織有限公司，江蘇常州 213000；2.東華大學生態紡織教育部重點實驗室，上海 201620；3.南京東華纖維技術發展有限公司，江蘇南京 211101）

為了解決普通聚酯纖維需要高溫高壓染色的問題，常壓易染共聚酯纖維得到了開發和應用［1-4］。Porel 纖維是一種在合成過程中引入親水基團以及柔性基團的改性聚酯纖維，具有常壓易染、柔軟、低起球以及熱穩定等特點［5-6］。此外，Porel 纖維還有類似棉纖維的腰圓形空腔，具有較好的吸濕導濕性能［7-8］。兼具天然纖維與合成纖維優點的Porel 纖維在吸濕快干、透濕保暖、吸濕發熱等領域具有良好的應用前景［9-12］。Porel 氨綸包芯紗是以氨綸長絲為芯紗，外包Porel 纖維制成的紗線。由這種包芯紗制成的針織品或者牛仔面料既有氨綸優異的彈性性能，又有Porel纖維吸濕導濕保暖的特點，穿著時伸縮自如，舒適合體，因而具有較大的研究價值和市場潛力。

本實驗主要研究陽離子染料對Porel 氨綸包芯紗的染色性能，對染色紗線進行強力和色牢度測試，并比較每噸Porel 氨綸包芯紗與棉氨綸包芯紗在前處理、染色、后處理過程中的生產成本。

1 實驗

1.1 材料與儀器

材料：Porel氨綸包芯筒子紗（21s+40 D，0.8 kg/個），同浴去油精練劑YG-1680（分析純，無錫市宜澄化工有限公司），陽離子紅X-6B（分析純，蘇州市東吳染料有限公司），腈綸緩染劑RC、蠟乳WM-H（分析純，上海康頓檢測技術有限公司），抗靜電劑963（分析純，上海立明助劑有限公司），90%冰醋酸（HAc，常州新區盛安化工有限公司）。

儀器：COS-166 節水型筒子紗染色機（立信染整機械有限公司），PHBJ-260雷磁pH 值測試筆（上海儀電科學儀器股份有限公司），DY 型耐洗色牢度測試儀（靖江市東園試驗設備廠），Y571B 型摩擦色牢度測試儀（常州市第二紡織機械廠），YG611S-16R 耐日曬牢度測試儀（南通宏大實驗儀器有限公司），YG020A型電子織物強力機（常州金松紡織儀器有限公司），DATACOLOR 850計算機測色配色儀（Datacolor公司）。

1.2 前處理工藝

工藝配方：同浴精練去油劑0.5 mL/L，80 ℃，20 min。工藝流程曲線如下：

1.3 染色工藝

工藝配方：陽離子紅X-6B 0.2%（omf），90%冰醋酸1.2 mL/L，腈綸緩染劑1 g/L，浴比1.0∶6.5，pH 4.5～5.5，100 ℃，30 min。工藝流程曲線如下：

1.4 后處理工藝

工藝配方：蠟乳1%，抗靜電劑0.5%，90%冰醋酸0.2 mL/L，50 ℃，20 min。工藝流程曲線如下：

1.5 測試

1.5.1 表觀顏色深度

將色紗試樣折疊至不透光，采用測色配色儀進行測定。測試時選擇D65光源，10°視角，每個試樣選取4個不同點測試，取平均值。

1.5.2 耐摩擦色牢度

參考GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》進行測試。

1.5.3 耐皂洗色牢度

參考GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》進行測試。

1.5.4 耐日曬色牢度

參考GB/T 8427—1998《紡織品 色牢度試驗 耐人造光色牢度：氙弧》進行測試。

1.5.5 斷裂強力

參考GB/T 3916—1997《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定》進行測試。

2 結果與討論

2.1 表觀顏色深度

以筒子紗外層紗線為標樣，測試中層和內層紗線與外層紗線的色差，檢驗陽離子紅X-6B 對Porel 氨綸包芯筒子紗的勻染性。由表1 可看出，根據CIELAB模型，內層、中層紗線與外層紗線在顏色亮度、紅綠值、黃藍值上的差異均控制在0.70 以內。從外到內，紗線顏色的亮度減小，顏色偏紅、偏藍。內層紗線亮度最小，說明顏色最深，內層紗線顏色偏紅、偏藍，與所選用紅色染料和全正泵染色工藝有關。

表1 Porel氨綸包芯筒子紗內中外層色差

由表2 可以看出，Porel 氨綸包芯筒子紗的K/S值由外到內逐漸增大，但是差異在0.05 以內，說明筒子紗內層紗線得色最深，內外層紗線色深差異不明顯。這是因為染色工藝全部采用正循環，染液由內向外流動，濃度有所降低，因此內層紗線得色量略高。

表2 Porel氨綸包芯筒子紗內中外層K/S 值

2.2 色牢度

由表3 可以看出，色紗的耐干摩擦色牢度和耐皂洗色牢度達到了4.5～5.0 級，耐濕摩擦色牢度達到了4.5 級，耐日曬色牢度達到了6～7 級。這是因為常壓下陽離子紅X-6B 染料與Porel 氨綸包芯紗線之間以離子鍵結合，不易在外力作用下出現褪色現象，色牢度較常規滌綸分散染料染色高。

表3 Porel氨綸包芯筒子紗的色牢度

2.3 斷裂強力

由表4可知，Porel氨綸包芯紗坯紗的最大可受斷裂強力為550 N，最小可受斷裂強力為490 N，平均值為520 N；而色紗對應的3 個指標均輕微下降，最大可受斷裂強力為530 N，最小可受斷裂強力為479 N，平均值為505 N，平均降強率為2.88%。因此，陽離子紅X-6B 染色對Porel氨綸包芯紗的斷裂強力影響較小。

表4 Porel氨綸包芯筒子紗的斷裂強力

2.4 生產成本

面對近年來棉花供求總體波動上揚的情況，為了控制成本和提高市場競爭力，紡織企業一直希望盡可能使用聚酯纖維替代棉纖維。常規聚酯纖維存在染色較困難和手感、服用舒適性不佳的問題，陽離子改性聚酯纖維具有可常壓低溫染色、舒適性較好的特點，近年來有了長足的發展。新一代Porel 共聚酯中空纖維在可紡性、吸濕導濕性、加工便利性等方面具有突出的表現。

由表5可以看出，Porel氨綸包芯紗比普通棉氨綸包芯紗每噸成本減少696.32 元，綜合成本節省35%（其中水成本大約可節省54%，電成本大約可節省9%，蒸汽成本大約增加44%，助劑成本大約可節省51%）。因此，Porel 纖維包氨綸紗線陽離子染料染色比棉纖維包氨綸紗線活性染料染色性能更優、生產成本更低、廢水處理更少，在替代棉纖維開發有關產品方面具有廣泛的前景。Porel 纖維包氨綸紗線的開發和應用可以有效推動印染企業在保證經濟效益的前提下向綠色環保、節能低碳方向發展。

表5 棉氨綸包芯紗與Porel氨綸包芯紗成本比較

3 結論

（1）陽離子紅X-6B 在常壓、100 ℃下對Porel 氨綸包芯紗染色30 min，染料的勻染性和透染性較好，紗線內中外層色差較小。

（2）Porel 氨綸包芯紗采用陽離子紅X-6B 染色后，色紗的耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度非常出色，達到4.5 級及以上，耐日曬色牢度達到6～7 級，并且染色對紗線的斷裂強力影響較小。

（3）Porel 氨綸包芯紗在整個生產成本上比普通棉包氨綸噸紗減少成本696.32 元，綜合成本節省35%（其中水成本大約可節省54%，電成本大約可節省9%，蒸汽成本大約增加44%，助劑成本大約可節省51%）。